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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik CNY 17 versus 6N138


Autor: Ingo Laabs (grobian)
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Mahlzeit :-)...

Ich habe hier einen Schaltplan für einen MIDI-Merger.
An den Eingangen sitzen zwei Optokoppler vom Typ 6n138.
Nun habe ich hier eine ganze Kiste voll mit CNY17 den mann ja auch 
problemlos einsetzen kann. Muß ich jetzt, wenn ich die CNY17 verwende 
das Signal einmal Invertieren und dann den Eingängen des PIC´s zufügen ?

Gruß aus Berlin
Ingo

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Es kommt drauf an, wie Du den Ausgang des CNY17 schaltest, ob als 
Kollektor- oder Emitterschaltung. Wichtig ist ein relativ niederohmiger 
Arbeitswiderstand von 330...680 Ohm, je nach CTR des Optokopplers.

Autor: Ulrich (Gast)
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Der CNY17 ist für ein MIDI signal schon relativ langsam. Es hängt von 
der Ausführung (Hersteller) und von der Beschaltung ab wie die chancen 
stehen. Bei mir hat ein ähnlicher OK (4N37) bei 19,2 kBaud nur gerade so 
mit abgleich der Widerstände funtioniert, Midi nutzt rund 35 kBaud.  Der 
6N138 ist deutlich schneller. Hinsichtlich invertieren sollte da kein 
Unterschied sein.

Autor: Ingo Laabs (grobian)
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...soooo...

Autor: Ingo Laabs (grobian)
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hinsichtlich der Geschwindigkeit sollte der CNY keine Schweirigkeiten 
machen, da ich ihn schon problemlos bei einem MIDI-Interface eingesetzt 
habe.
Der Merger findet sich auf
http://www.ucapps.de/

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> bei einem MIDI-Interface...
1 (eins?)
Dann wäre das eine verwegene Aussage ;-)

Tatsächlich ist der CNY17 sehr knapp an die Timingkante genäht. Der 
Kollektorwiderstand sollte schon deutlich niederohmiger als 2,2kOhm 
sein.

Autor: M. Köhler (sylaina)
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Hm, der CNY kann, wenn ich mich recht entsinne, so 10 bis 20kHz (je nach 
Last). Wie "schnell" sind denn 35 kBaud? Ich bin mal todesmutig und sag, 
das ist mehr als nur knapp. Für langsames Midi gehts wahrscheinlich aber 
bei 35 kBaud...da muss man schon Glück haben oder ein enorm starkes 
Signal.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Ingo Laabs schrieb:
> Mahlzeit :-)...
>
> Ich habe hier einen Schaltplan für einen MIDI-Merger.
> An den Eingangen sitzen zwei Optokoppler vom Typ 6n138.

Ein schneller Koppler, die Isolationsspannung ist für Midi wohl nicht 
das primäre Kriterium (500V sollten da auch reichen).

> Nun habe ich hier eine ganze Kiste voll mit CNY17 den mann ja auch
> problemlos einsetzen kann.

Nö. CNY17 Ist einfach wesentlich langsamer als 6n138.  Und damit eben 
gerade nicht problemlos bei der MiDi Anwendung..

> Muß ich jetzt, wenn ich die CNY17 verwende
> das Signal einmal Invertieren und dann den Eingängen des PIC´s zufügen ?
>
>

Such Dir einen anderen Koppler.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Unsinn, Unsinn, Unsinn! Mehr als 10-jährige Erfahrung sagt, daß der 
CNY17 funktioniert. Selbst Bulk-Dumps aus Samplern oder SysEx-Blöcke 
diverser Synths funktionieren bei korrekt gewähltem Arbeitswiderstand 
hervorragend.
Es gibt außerdem kein langsames oder schnelles MIDI. Ist alles 
31250Baud.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Für langsames Midi ...
Es gibt nur das Midi und das hat eine Übertragungsgeschwindigkeit von 
31250 Bits pro Sekunde (31,25 kBaud).

> ... oder ein enorm starkes Signal.
No Comment :-/

> Muß ich jetzt, wenn ich die CNY17 verwende
> das Signal einmal Invertieren und dann den Eingängen des PIC´s zufügen ?
Selber Denken kostet nichts, und man lernt dabei ;-)
Das Ergebnis des Nachdenkens sollte sein: Nein.
Für beide OK gilt: Wenn Licht, dann 0V am Ausgang.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Für beide OK gilt: Wenn Licht, dann 0V am Ausgang.

Der CNY17 hat keinen speziellen "Ausgang", sondern einen npn-Transistor. 
Klemmt man dessen Kollektor an Vcc, erscheint am Emitter über dem 
Arbeitswiderstand nach Masse für einen nachgeschalteten Controller eine 
logische 1, wenn die Eingangs-LED Leuchtet. Schaltet man den Emitter an 
Masse und den Kollektor über den Arbeitswiderstand nach Vcc, so 
erscheint am Kollektor für einen nachgeschalteten Controller eine 
logische 0, wenn die Eingangs-LED leuchtet.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ich habe den CNY17 selbst schon verwendet, und kann daher sagen, dass es 
funktioniert. Laut Datenblatt ist es aber mehr als grenzwertig:
Das Ausschalten dauert rund 20µs länger als das Einschalten. Bei 32µs 
Bitdauer ist somit mehr als die Hälfte der Bitdauer ungültig.
Ok, das sind die worst case Werte, aber das zeigt, dass es Glückssache 
ist wenn der CNY funktioniert.
Mit einem niederohmigen Widerstand + einem hochohmigen 
Basis-Emitterwiderstand kann man das ganze aber minimal beschleunigen. 
Ich habe es noch nicht ausprobiert, aber eventuell kann man den 
Optokoppler mit einer Schottkydiode zwischen Basis und Kollektor in den 
linearen Betrieb zwingen und so alles schneller machen.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Benedikt K. schrieb:
> Ich habe den CNY17 selbst schon verwendet, und kann daher sagen, dass es
> funktioniert. Laut Datenblatt ist es aber mehr als grenzwertig:
> Das Ausschalten dauert rund 20µs länger als das Einschalten. Bei 32µs
> Bitdauer ist somit mehr als die Hälfte der Bitdauer ungültig.
> Ok, das sind die worst case Werte, aber das zeigt, dass es Glückssache
> ist wenn der CNY funktioniert.

Eben. Und bevor hier wieder ein neuer Thread aufgemacht wird, der die 
Beschwerden äußert das es eben mal nicht funktioniert (weil man eben 
dummerweise genau die Charge erwischt hat die mehr als grzenwertig ist):


> Mit einem niederohmigen Widerstand + einem hochohmigen
> Basis-Emitterwiderstand kann man das ganze aber minimal beschleunigen.
> Ich habe es noch nicht ausprobiert, aber eventuell kann man den
> Optokoppler mit einer Schottkydiode zwischen Basis und Kollektor in den
> linearen Betrieb zwingen und so alles schneller machen.

Bevor man sich den Aufwand antut, kann man auch gleich einen passenden 
Optokopler kaufen/einsetzen.

Oder halt weiter rumpfriemeln.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Klemmt man dessen Kollektor an Vcc
In den "üblichen" Midi-Beschaltungen wird der Emitter an GND gelegt, der 
Kollektor über einen Widerstand nach Vcc. 
(http://www.midi.org/techspecs/electrispec.php).

> Der CNY17 hat keinen speziellen "Ausgang"...
Ja, schon klar, der 6N138 (6N137/6N139) auch nicht ;-)
Mit der obigen Beschaltung hat man den (impliziten) Ausgang am 
Knotenpunkt von Widerstand und OK-Kollektor.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Das Ausschalten dauert rund 20µs länger als das Einschalten. Bei 32µs
>Bitdauer ist somit mehr als die Hälfte der Bitdauer ungültig.

Die Schaltschwellen für CMOS liegen bei Vcc/2, der OK muß also gar nicht 
voll einschalten und voll ausschalten, weil auch Sägezähne vom UART als 
richtige Bits erkannt werden. Der CNY17 kann innerhalb der Grenzen 
0.3*Vcc...0.7*Vcc ausgangsseitig knapp 60kBaud schalten.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Travel Rec. schrieb:
>>Das Ausschalten dauert rund 20µs länger als das Einschalten. Bei 32µs
>>Bitdauer ist somit mehr als die Hälfte der Bitdauer ungültig.
>
> Die Schaltschwellen für CMOS liegen bei Vcc/2, der OK muß also gar nicht
> voll einschalten und voll ausschalten, weil auch Sägezähne vom UART als
> richtige Bits erkannt werden.

Die 20µ waren alleine die Toff Zeit, also die Zeit die der Transistor 
braucht bis er überhaupt mit dem Abschalten anfängt. Dazu kommt noch 
14µs Fall Time, das ist dann die fallende Flanke, die nur etwa halb 
benötigt wird.

Wie bereits gesagt: Es funktioniert üblicherweise, genauso wie der RC 
Oszillator als Taktquelle für den UART. Nur verkaufen würde ich solch 
eine Lösung nicht, denn spätestens wenn man mal einen schlechten 
erwischt, hat man ein Problem.

Ich hatte auch einen LM358 als MAX232 Ersatz verwendet, lief wunderbar 
bei 19200 Baud. Bis ich dann irgendwann einen TS358 erwischt habe: 
Dessen Slewrate war Faktor 3 unter dem des LM358, und dummerweise 
verstößt er damit noch nichtmal gegen die Specs aus dem Datenblatt. Die 
originalen LM358 waren nur ganz einfach so gut...

Mit solch einer Taktik sind schon viele, auch große Hersteller gewaltig 
auf die Nase gefallen, als die Bauteile plötzlich von einem anderen 
Hersteller kamen und die Schaltung nun nichtmehr lief, obwohl die 
Bauteile innerhalb der Specs waren.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Travel Rec. schrieb:
>>Das Ausschalten dauert rund 20µs länger als das Einschalten. Bei 32µs
>>Bitdauer ist somit mehr als die Hälfte der Bitdauer ungültig.
>
> Die Schaltschwellen für CMOS liegen bei Vcc/2, der OK muß also gar nicht
> voll einschalten und voll ausschalten, weil auch Sägezähne vom UART als
> richtige Bits erkannt werden. Der CNY17 kann innerhalb der Grenzen
> 0.3*Vcc...0.7*Vcc ausgangsseitig knapp 60kBaud schalten.


Und für die prinzipbedingte OK-Alterung und Temperaturabhänggigkeit hat 
man dann gleich einen Trimmer eingebaut, der genau den Arbeitspunkt 
nachjustiert? Sodaß diese Anordnugn auch zwischen 5 und 40 Grad 
funktioniert, und das über mehr als 5 Jahre?


Wir haben es ja nun verstanden, das DU gerne Deine cny17 nutzen willst.
Und es mag jeder selber entscheiden ob er wie Du pfriemelt und die 
Sachen so betreibt das es halt "gerade so geht".

Oder ob er lieber gleich OK einsetzt, die die Specs locker efüllen und 
man sich wenig Gedanken über die langzeitige Funktion machen muß.

Muß halt jeder selber mit sich ausmachen, was er letztlich erreichen 
will.

Autor: Ingo Laabs (grobian)
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Habe gestern mal ein Keyboard von mir aufgeschraubt (Roland D70 ) und da 
einen CNY 17 entdeckt !?!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Schau, schau...
Welcher CNY17 (-1..-4)
Welcher Hersteller (auch da gibts Unterschiede)?
Welchen Wert hat der Kollektorwiderstand?

Autor: Michael (Gast)
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Das mit dem "langsamen Midi" war auch nur ironisch gemeint...klar kann 
es mit dem CNY 17 klappen aber da wird er schon, wie einige angemerkt 
haben, verdammt dicht an seiner Grenze betrieben was er überhaupt kann. 
So ein Risiko würde ich nicht eingehen wenn es nicht sein muss, OK die 
Midi locker können gibts ja auch wie Sand am Meer, oder? Der 6n138 
kostet ja nicht die Welt. OK; war nicht die Frage vom TE aber was solls. 
Fazit ist einfach: CNY17 kann vielleicht Midi, muss aber nicht. 6n138 
kann es nach seinen Datenblattangaben jedoch locker...ok, gleich kommt 
wieder jemand hinterm Busch hervorgekrochen, der sagt dass er schon seid 
Jahren den CNY17 für Midi verwendet und man Datenblättern eh nicht 
glauben darf...:-/

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Bei Leuten, die auch auf den Preis achten müssen (siehe Roland) tut´s 
eben auch ein 12-Cent-Optokoppler. Habe noch nicht von irgendwelchen 
Rückrufaktionen wegen tauber MIDI-Schnittstellen gehört. BOSS 
(Roland-Ableger) benutzt übrigens gerne den PC817 und ähnliche Typen.

Autor: Ben Utzer (ben-utzer)
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Hi,
ich verwende auch den CNY17 für Midi, auch einfach weil er so schön 
klein ist, muss aber auch sagen, dass der Einsatz nicht immer ganz 
unproblematisch ist. Als Pullup verwende ich 1,2K und an der Basis gegen 
Masse oft noch einen hochohmigen Widerstand im Bereich von 1M. Der ist 
zwar nicht zwingend nötig, bei manchen Designs haben sich ohne diesen 
allerdings Störungen eingekoppelt.

Die einzelnen Typen (I - IV) unterscheiden sich ja nur in der current 
transfer ratio, ist also der CN17-IV dem CNY17-I vorzuziehen?

Vielleicht kennt aber auch jemand einen Typ mit gleicher 
Anschlussbelegung, der aber schneller ist...

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Die einzelnen Typen (I - IV) unterscheiden sich ja nur in der current
>transfer ratio, ist also der CN17-IV dem CNY17-I vorzuziehen?

Kann man so nicht sagen, da die -IV recht hoch verstärken und eben 
dadurch zu Störungseinkopplung neigen. Ich verwende immer die 17-II für 
MIDI, dabmit hat man reproduzierbare Beschaltungen und der Eingang ist 
empfindlich genug, auch bei langen MIDI-Kabeln.

Autor: gruselwusel7 (Gast)
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Hi!

Ich habe nun schon einige Midi-Schaltpläne mit 6N138 studiert und bin 
etwas verzweifelt bis verärgert wegen der unterschiedlichen 
Dimensionierung des Lastwiderstandes Rl. Dieser variiert von 220 Ohm bis 
2,2k bei 5V Betriebsspannung. Mir scheint, als ob dieser Widerstand rein 
nach Gefühl gewählt wird und weniger gemäß Berechnungen. In diesem 
Thread wird auch gesagt (imho aus dem Bauch heraus), dass z.B. 270 Ohm 
zu wenig wären.

Desweiteren fällt die unterschiedliche Beschaltung von Pin 7 auf. Oft 
unbeschaltet und manchmal mit 5,6k gegen Masse.

Bei meinen Recherchen bin ich dann auf diesen externen Thread gestoßen: 
http://forums.m-audio.com/showthread.php?t=3741&page=4

Dort wird von einem User "dougb" behauptet, der 6N138 wäre für Midi eine 
schlechte Wahl (zumindest für das besprochene Midi-Interface) und 
schlägt als Workaround entsprechende Modifikationen vor. Unter anderem 
auch einen 10k-Widerstand parallel zur IRED.

Das ganze hört sich jetzt wie Korinthenkackerei an. Aber als 
Elektronikanfänger versuche ich zu verstehen, warum etwas wie auch immer 
dimensioniert werden muss, damit es sicher funktioniert.

Was haltet ihr von dem m-audio-Problem incl. Workaround und wie sähe 
eine sicher funktionierende Lösung aus, die auf Berechnungen basiert?

Gruß vom gruselwusel
und sorry für den langen Text ;)
Vielleicht gibt es ja trotzdem eine Rückmeldung.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Gruselwusel,

oft werden nur die typischen Kenndaten des Opto verwendet und die 
Alterung des Übertragungsfaktors bleibt unberücksichtigt! Das erklärt 
den Widerstandsunterschied.

Was interessiert dich denn? Die Standardschnittstelle?

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Warum nimmst du nicht das, was die Leute von MIDI selbst empfehlen?

http://www.midi.org/techspecs/electrispec.php

Dort wird ein PC900 mit 280 Ohm Widerstand verwendet. Der 6N138 kann nur 
mit Bauteileänderungen eingesetzt werden.

Dann verwende doch einfach den PC900 mit 280 Ohm Widerstand und fertig! 
Konkreter gehts doch garnicht...

Kai Klaas

Autor: Ephraim Hahn (ephi)
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ich habe auch gute erfahrungen mit dem 1N137 gemacht. Ja der ist vllt. 
etwas überdimensioniert, allerdings habe ich ihn auch schon in einigen 
ALESIS Geräten wiederentdeckt.

Ich verwende einen sehr kleinen Arbeitwiderstand von 220ohm. Klappt 
prima.

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